延長汽車電池壽命

每5個(gè)汽車問題是由電池引起的。這個(gè)問題在接下來的幾年里會(huì)變得越來越嚴(yán)重，因?yàn)樵絹碓蕉嗟娜碎_始使用有線電話、啟動(dòng)/停止引擎處理和混合動(dòng)力(電力/燃?xì)?汽車技術(shù)。

為了減少缺陷，要準(zhǔn)確檢測電池的電壓、電流和溫度，對結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算充電狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，將結(jié)果發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，控制充電功能。

現(xiàn)代汽車誕生于20世紀(jì)初。第一批汽車是用手驅(qū)動(dòng)的，這要大量的動(dòng)力和高風(fēng)險(xiǎn)，而這種手動(dòng)曲柄導(dǎo)致了許多人的死亡。1902年發(fā)明了第一個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，到1920年所有的汽車都有了電動(dòng)機(jī)。

最初的用途是干電池，當(dāng)電力耗盡時(shí)，必須更換。不久，液體電池(舊的鉛酸電池)取代了干電池。鉛酸電池的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，可以用它來充電。

鉛酸電池在上個(gè)世紀(jì)幾乎沒有什么變化，最近的重大改進(jìn)是鉛酸電池的密封性能。改變的是對它的需求。起初，電池只用于汽車啟動(dòng)、汽車?yán)嚷暫推嚧鬅簟，F(xiàn)在，它為汽車的所有電力系統(tǒng)供應(yīng)動(dòng)力，然后再進(jìn)行燃燒。

新設(shè)備的爆炸式上升不僅涉及GPS和DVD播放器等消費(fèi)設(shè)備。車身電子設(shè)備，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，電動(dòng)汽車窗和電動(dòng)座椅現(xiàn)在是許多基本型號的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。負(fù)荷的指數(shù)上升出現(xiàn)了嚴(yán)重的影響，電氣系統(tǒng)引起的故障數(shù)量新增就是明證。根據(jù)ADAC和RAC的計(jì)算，幾乎36%的汽車故障可以歸咎于電氣問題。對這一數(shù)字的分析表明，超過50%的故障是由鉛酸電池引起的。

電池健康評估鉛酸電池的健康狀況重要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

(1)充電狀態(tài)(SoC):SoC表示電池能供應(yīng)多少電量，以及電池額外容量的百分比(即，新電池的SoC)指示。

(2)工作狀態(tài)(SoH):SoH表示電池能儲存多少電量。充電狀態(tài)指示器就像電池的燃料表。SoC的計(jì)算方法有很多種，其中最常用的有兩種:開路電壓測量法和庫侖法(也稱庫侖計(jì)數(shù)法)。

(1)開路電壓(VOC)的測量:開路電壓與電池不加載時(shí)的充電狀態(tài)呈線性關(guān)系。這種計(jì)算方法有兩個(gè)基本的限制:首先，為了計(jì)算SoC，電池必須是打開的，并且不能連接到負(fù)載;第二，只有經(jīng)過相當(dāng)長一段時(shí)間的穩(wěn)定后，測量才準(zhǔn)確。這些限制使得VOC方法不適合在線會(huì)計(jì)系統(tǒng)。這種方法通常用于汽車修理廠，在那里，電池被取出，正電極和負(fù)電極之間的電壓可以用電壓表測量。

(2)庫侖法:該方法利用庫侖計(jì)數(shù)法計(jì)算電流隨時(shí)間的積分，從而確定SoC。該方法可以實(shí)時(shí)計(jì)算電池荷電狀態(tài)下的荷電狀態(tài)。庫侖誤差隨時(shí)間的新增而增大。

一般采用開路電壓和庫侖計(jì)數(shù)法來計(jì)算電池的充電狀態(tài)。

運(yùn)行條件運(yùn)行條件反映了電池的一般情況和它的儲存能力與新電池相比。由于電池本身的性質(zhì)，SoH核算非常復(fù)雜，依賴于對電池化學(xué)成分和環(huán)境的了解。電池的SoH受多種因素的影響，包括充電接收、內(nèi)部阻抗、電壓、自放電和溫度。

通常認(rèn)為很難在諸如汽車這樣的環(huán)境中實(shí)時(shí)測量這些元素。在啟動(dòng)階段(發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng))，電池處于最大負(fù)載下，最大負(fù)載最能反映電池的SoH。

實(shí)際上，博世(Bosch)和海拉(Hella)等開發(fā)商使用的SoC和SoH會(huì)計(jì)方法是高度機(jī)密的，通常受到專利保護(hù)。作為知識產(chǎn)權(quán)所有者，他們經(jīng)常與Varta和Moll等電池制造商密切合作，開發(fā)這些算法。